40T混合磁体外超导磁体电源柔性无功补偿的研究与设计
发布时间：2021-06-08 23:28
稳态强磁场是现代基础科学研究不可或缺的极端条件。目前中国科学院强磁场科学中心已完成40万高斯稳态混合磁体装置的建设,磁场强度位居世界第二。该装置由外超导磁体和嵌套其中的内水冷磁体组成,由两套独立的电源系统供电。其中外超导磁体电源采用双反星形可控硅整流结构,为典型的非线性负载,电源大电流输出时,会向电网注入大量的谐波。超导模型线圈的“零电阻”及大电感特性,使得装置运行时消耗大量无功功率。需要对无功和谐波加以补偿。论文全面的介绍了外超导磁体电源的结构,对电源的各个组成部分进行了设计分析。结合实际现场,对相关参数给出了详细推导。针对电源运行可能出现的各种非理想情况,分析电源的特征谐波与可能产生的非特征谐波。依据外超导磁体模型线圈的励磁特性,全面分析了无功功率的动态特性。从电源的反馈控制调节角度,阐述了电源对50Hz输出电压纹波抑制过程中电源所消耗的无功功率的动态变化。以此确定无功补偿及谐波滤除装置的所要满足的性能指标。论文对三种补偿方案的进行对比分析,解释了 SVG （Static Var Generator）作为选定方案的原因。探究了传统功率理论的不足,对有源补偿装置的原理进行了分析,为柔...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１中国科学院磁场科学中心一些列磁体装置简介??
的水冷磁体组合而成。２０１６年１１月１３日，强磁场中心混合磁体首次联合调试，??共同产生了?４０．０１万高斯的稳态磁场，其中内水冷磁体贡献３０．０１万高斯，外超??导磁体贡献１０万高斯，如图１．２所示。内水冷磁体和外超导磁体由各自独立电??源供电。??内水冷＊体??／Ｋ?ｐｑ?ＴＯＫＰ?电流值：３５０９２?５２?Ａ?磁场ａｆｉ：３０．?００?Ｔｅｓｌ＊??混合磁体总场４０．０１?Ｔ？Ｕ?Ｈ?４?｜ｊ?ｊ？?＊?Ｏ?ｔ?Ｍ??超导磁体电流：１２２００．?０７?Ａ水冷磁休电渣：３５０９２．?５２?Ａ嗅卜??Ｓ?Ａ?＾?Ｕ?ＬＪ?ｎ?＾?Ｘ?ｆ－ｊ?ｉ?叫腦．?／??网顆］＿?厂，”撕?／Ｖ??？ｕ」?／?十，?ｒ／??ＭＯ?－ｊ?ＩＭｆｉｆｌ?－；?？Ｍ０＾?ｉ?，）？０００－?ｊ??：：２Ｊ，ｊｌＳ＃ＣＯ－?／?／＾—?？?＇＊－?．．．．?．．．?乂－?’???－?－ｒ－＇??４０００：?ｔＴ?／?ＭＯＯ?１４ＭＭＯＯＯ＊ＭＯＯ?１４Ｍ?０００００＞ＭＭ?Ｈ?４０００?０００?？（??？０?－?３１，００?；?／?／?一????????／?ｊＪ?外ＩＢ导磁橡??二／?／?电流值：丨２２００?０７Ａ?罐场３Ｅ：丨Ｏ?ＯＯＴｗＵ??？卜？丨?Ｈ?ｒ－７?／?Ｃ：?ｔ，ａ?？?４ｌｊ?ｉＴ＾?＾?Ｖｈ??．＾ｒｉＨ?ｒｙ?因?—??’叫．叫?一?．１１．?？?ｒ－ｉ???ｐｒ??‘ｕ??ｍ?ｒ?：ｈ??Ｈ－｜?？°：?Ｉ－??．—－ＪｉＵ?．｝?／?????????Ｊ????????；?扣严．＂甸卜二卜
第１章绪论冷磁体线圈电感量为９．８６４８ｍＨ，因该电源此除了消耗部分有功功率耗大量的无功功率??外超导磁体模型线圈供电系统主回路采用双反星型可控硅整流结构。时，当向外超导磁体模型线圈中通入电流１２２０１．９７Ａ，模型线圈产１０．０１万高斯，电源输出电压为２．０７４３Ｖ，此条件下，回路电阻约为０．１７线圈电感约为１．０３Ｈ。因此，外超导磁体一旦进入稳态运行，该电功率大部分是无功功率。图１．３为外超导磁体电源输出电流为１２１８利用ｆｌｕｋｅ４３５?ＩＩ电能质量分析仪实测的电源功率及功率因数值，功０．４２。??功率和电能??
【参考文献】：
期刊论文
[1]有源中点钳位多电平逆变器空间矢量调制与三角载波调制统一理论[J]. 王超,何英杰,宋志顺,彭程. 电工技术学报. 2017(14)
[2]高稳定度磁体电流测量系统的研究和设计[J]. 宋敏慧,费伟,刘小宁. 电子技术应用. 2017(07)
[3]基于UC2845控制的反激同步整流变换器[J]. 宋华. 电源世界. 2017(01)
[4]以电容储能作为外环反馈变量的双闭环多电平整流器控制策略[J]. 倪双舞,苏建徽. 电工技术学报. 2016(09)
[5]混合级联多电平逆变器混合频率载波调制技术[J]. 李宋,叶满园. 高电压技术. 2015(07)
[6]基于准比例—谐振控制的MMC-HVDC环流抑制策略[J]. 刘焕,岳伟,张一工,易荣,张海涛,许树楷. 电力系统自动化. 2015(12)
[7]基于PSO实现的级联H桥七电平APF在外超导电源中的研究[J]. 刘嘉,李俊,周海峰,刘小宁. 核聚变与等离子体物理. 2015(01)
[8]二极管钳位多电平空间矢量与载波调制策略统一理论研究[J]. 刘云峰,何英杰,陈娟,刘进军. 中国电机工程学报. 2015(05)
[9]动态无功补偿装置（SVG）的研究及应用[J]. 武丽霞. 能源与节能. 2014(03)
[10]8×n阶矩形网络的等效电阻和电容及2个猜想[J]. 谭志中,陈翠萍. 河北师范大学学报(自然科学版). 2013(06)
博士论文
[1]40T混合磁体外超导磁体电源的控制器研究与设计[D]. 宋敏慧.中国科学技术大学 2017
[2]基于LCL滤波的并联有源电力滤波器关键技术研究[D]. 曾争.浙江大学 2015
[3]LCL型有源电力滤波器关键技术研究[D]. 杨龙月.中国矿业大学 2015
[4]40T混合磁体外超导磁体电源的开关电源方案研究与设计[D]. 吴景林.中国科学技术大学 2014
[5]三电平有源滤波器关键技术研究[D]. 张晓.中国矿业大学 2012
[6]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]LCL型并网变换器PR控制研究[D]. 石立光.天津大学 2012
[2]SVC在电力系统中的应用及其对电力系统稳定性的影响[D]. 岳彬.南京理工大学 2012
[3]静止无功发生器（SVG）的研究及应用[D]. 鄢家财.兰州理工大学 2011
[4]FC+TCR型静止无功补偿装置的研究[D]. 李春阳.山东科技大学 2011
[5]基于模块化的新型SVC原理和应用研究[D]. 张俊杰.华北电力大学（北京） 2009
[6]基于准PR控制的并网逆变器的研究[D]. 金园园.浙江大学 2008
[7]并联型有源电力滤波器的实验研究[D]. 杨用春.华中科技大学 2007
[8]电网瞬时功率理论和谐波电流检测方法研究[D]. 潘翀.重庆大学 2005
本文编号：3219428
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１中国科学院磁场科学中心一些列磁体装置简介??
的水冷磁体组合而成。２０１６年１１月１３日，强磁场中心混合磁体首次联合调试，??共同产生了?４０．０１万高斯的稳态磁场，其中内水冷磁体贡献３０．０１万高斯，外超??导磁体贡献１０万高斯，如图１．２所示。内水冷磁体和外超导磁体由各自独立电??源供电。??内水冷＊体??／Ｋ?ｐｑ?ＴＯＫＰ?电流值：３５０９２?５２?Ａ?磁场ａｆｉ：３０．?００?Ｔｅｓｌ＊??混合磁体总场４０．０１?Ｔ？Ｕ?Ｈ?４?｜ｊ?ｊ？?＊?Ｏ?ｔ?Ｍ??超导磁体电流：１２２００．?０７?Ａ水冷磁休电渣：３５０９２．?５２?Ａ嗅卜??Ｓ?Ａ?＾?Ｕ?ＬＪ?ｎ?＾?Ｘ?ｆ－ｊ?ｉ?叫腦．?／??网顆］＿?厂，”撕?／Ｖ??？ｕ」?／?十，?ｒ／??ＭＯ?－ｊ?ＩＭｆｉｆｌ?－；?？Ｍ０＾?ｉ?，）？０００－?ｊ??：：２Ｊ，ｊｌＳ＃ＣＯ－?／?／＾—?？?＇＊－?．．．．?．．．?乂－?’???－?－ｒ－＇??４０００：?ｔＴ?／?ＭＯＯ?１４ＭＭＯＯＯ＊ＭＯＯ?１４Ｍ?０００００＞ＭＭ?Ｈ?４０００?０００?？（??？０?－?３１，００?；?／?／?一????????／?ｊＪ?外ＩＢ导磁橡??二／?／?电流值：丨２２００?０７Ａ?罐场３Ｅ：丨Ｏ?ＯＯＴｗＵ??？卜？丨?Ｈ?ｒ－７?／?Ｃ：?ｔ，ａ?？?４ｌｊ?ｉＴ＾?＾?Ｖｈ??．＾ｒｉＨ?ｒｙ?因?—??’叫．叫?一?．１１．?？?ｒ－ｉ???ｐｒ??‘ｕ??ｍ?ｒ?：ｈ??Ｈ－｜?？°：?Ｉ－??．—－ＪｉＵ?．｝?／?????????Ｊ????????；?扣严．＂甸卜二卜
第１章绪论冷磁体线圈电感量为９．８６４８ｍＨ，因该电源此除了消耗部分有功功率耗大量的无功功率??外超导磁体模型线圈供电系统主回路采用双反星型可控硅整流结构。时，当向外超导磁体模型线圈中通入电流１２２０１．９７Ａ，模型线圈产１０．０１万高斯，电源输出电压为２．０７４３Ｖ，此条件下，回路电阻约为０．１７线圈电感约为１．０３Ｈ。因此，外超导磁体一旦进入稳态运行，该电功率大部分是无功功率。图１．３为外超导磁体电源输出电流为１２１８利用ｆｌｕｋｅ４３５?ＩＩ电能质量分析仪实测的电源功率及功率因数值，功０．４２。??功率和电能??
【参考文献】：
期刊论文
[1]有源中点钳位多电平逆变器空间矢量调制与三角载波调制统一理论[J]. 王超,何英杰,宋志顺,彭程. 电工技术学报. 2017(14)
[2]高稳定度磁体电流测量系统的研究和设计[J]. 宋敏慧,费伟,刘小宁. 电子技术应用. 2017(07)
[3]基于UC2845控制的反激同步整流变换器[J]. 宋华. 电源世界. 2017(01)
[4]以电容储能作为外环反馈变量的双闭环多电平整流器控制策略[J]. 倪双舞,苏建徽. 电工技术学报. 2016(09)
[5]混合级联多电平逆变器混合频率载波调制技术[J]. 李宋,叶满园. 高电压技术. 2015(07)
[6]基于准比例—谐振控制的MMC-HVDC环流抑制策略[J]. 刘焕,岳伟,张一工,易荣,张海涛,许树楷. 电力系统自动化. 2015(12)
[7]基于PSO实现的级联H桥七电平APF在外超导电源中的研究[J]. 刘嘉,李俊,周海峰,刘小宁. 核聚变与等离子体物理. 2015(01)
[8]二极管钳位多电平空间矢量与载波调制策略统一理论研究[J]. 刘云峰,何英杰,陈娟,刘进军. 中国电机工程学报. 2015(05)
[9]动态无功补偿装置（SVG）的研究及应用[J]. 武丽霞. 能源与节能. 2014(03)
[10]8×n阶矩形网络的等效电阻和电容及2个猜想[J]. 谭志中,陈翠萍. 河北师范大学学报(自然科学版). 2013(06)
博士论文
[1]40T混合磁体外超导磁体电源的控制器研究与设计[D]. 宋敏慧.中国科学技术大学 2017
[2]基于LCL滤波的并联有源电力滤波器关键技术研究[D]. 曾争.浙江大学 2015
[3]LCL型有源电力滤波器关键技术研究[D]. 杨龙月.中国矿业大学 2015
[4]40T混合磁体外超导磁体电源的开关电源方案研究与设计[D]. 吴景林.中国科学技术大学 2014
[5]三电平有源滤波器关键技术研究[D]. 张晓.中国矿业大学 2012
[6]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]LCL型并网变换器PR控制研究[D]. 石立光.天津大学 2012
[2]SVC在电力系统中的应用及其对电力系统稳定性的影响[D]. 岳彬.南京理工大学 2012
[3]静止无功发生器（SVG）的研究及应用[D]. 鄢家财.兰州理工大学 2011
[4]FC+TCR型静止无功补偿装置的研究[D]. 李春阳.山东科技大学 2011
[5]基于模块化的新型SVC原理和应用研究[D]. 张俊杰.华北电力大学（北京） 2009
[6]基于准PR控制的并网逆变器的研究[D]. 金园园.浙江大学 2008
[7]并联型有源电力滤波器的实验研究[D]. 杨用春.华中科技大学 2007
[8]电网瞬时功率理论和谐波电流检测方法研究[D]. 潘翀.重庆大学 2005
本文编号：3219428
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